Forstå cellen: Den elementære byggesteinen som livet oppstår fra PlatoBlockchain-dataintelligens. Vertikalt søk. Ai.

Forstå cellen: Den elementære byggesteinen som livet oppstår fra

I sin siste bok fokuserer onkologen og den anerkjente forfatteren Siddhartha Mukherjee sitt narrative mikroskop på cellen, den elementære byggesteinen som komplekse systemer og selve livet oppstår fra. Det er koordineringen av celler som lar hjerter slå, spesialiseringen av celler som skaper robuste immunsystemer, og avfyring av celler som danner tanker. "Vi må forstå celler for å forstå menneskekroppen," skriver Mukherjee. "Vi trenger at de forstår medisin. Men mest essensielt trenger vi historien om cellen for å fortelle historien om livet og om oss selv.»

Hans konto, Cellens sang, leses til tider som en kunstferdig skrevet biologilærebok og til tider som en filosofisk traktat. Mukherjee starter med oppfinnelsen av mikroskopet og den historiske opprinnelsen til cellebiologi, hvorfra han dykker inn i cellulær anatomi. Han undersøker farene ved fremmede celler som bakterier, og av våre egne celler når de oppfører seg dårlig, blir kapret eller svikter. Han beveger seg deretter inn i mer komplekse cellesystemer: blod og immunsystemet, organer og kommunikasjonen mellom celler. "Menneskekroppen fungerer som et statsborgerskap for samarbeidende celler," skriver han. "Oppløsningen av dette statsborgerskapet tipser oss fra velvære til sykdom."

Ved hvert trinn er han nøye med å trekke en klar linje fra oppdagelsen av cellulære funksjoner til det terapeutiske potensialet de har. "Et hoftebrudd, hjertestans, immunsvikt, Alzheimers demens, AIDS, lungebetennelse, lungekreft, nyresvikt, leddgikt - alt kan oppfattes som resultatet av celler eller cellesystemer som fungerer unormalt," skriver Mukherjee. "Og alle kan oppfattes som steder for cellulære terapier."

Å forstå hvordan elektriske strømmer påvirker nevroner, førte for eksempel til eksperimenter med bruk av dyp hjernestimulering for å behandle stemningslidelser. Og T-celler, "dør-til-dør-vandrerne" som reiser gjennom kroppen og jakter på patogener, blir opplært til å bekjempe kreft ettersom leger bedre forstår hvordan disse vandrerne skiller mellom fremmede celler og «selvet».

Mukherjee, som vant en Pulitzer-pris for sin bok fra 2010 Keiseren av alle sykdommer, er en engasjerende forfatter. Han plukker dyktig ut de menneskelige karakterene og de særegne historiske detaljene som vil fange leserne og holde dem gjennom de tørrere tekniske delene. Ta for eksempel hans lange diskurs om amatører og akademiske forskere som lekte med tidlige mikroskoper. Blant beskrivelser av linser og små akademiske kamper (noen ting ser ut til å være evige), legger Mukherjee til den deilig utuktige anekdoten om at på 17-tallet trente den nederlandske handelsmannen og mikroskopentusiasten Antonie van Leeuwenhoek opp kikkertene sine på bl.a. egen sæd og sæd fra noen smittet med gonoré. I disse prøvene så Leeuwenhoek det han kalte "en kjønnsdyrkule", og det vi nå kaller spermatozoer, "beveger seg som en slange eller en ål som svømmer i vann."

Akkurat som Mukherjee trekker klare sammenhenger mellom vitenskapelige oppdagelser og potensielle terapier, utmerker han seg også ved å vise de høye innsatsene ved disse behandlingene ved å trekke på casestudier og levende eksempler fra pasienter han har sett i løpet av karrieren. Det er Sam P., som fleiper med at hans raske kreft vil spre seg når han går på do; og MK, en ung mann herjet av en mystisk immunforstyrrelse, hvis far dro gjennom snøen til Bostons North End for å kjøpe sønnens favorittkjøttboller og frakte dem til sykehuset.

Og det er Emily Whitehead, som som barn led av leukemi og hvis celler er lagret i en fryser oppkalt etter "The Simpsons"-karakteren Krusty the Clown. Noen celler ble genmodifisert for å gjenkjenne og bekjempe Whiteheads sykdom. Suksessen til den terapien, kalt CAR-T, varslet en endring i kreftbehandlinger og Whitehead ble det mirakuløst sunne resultatet av århundrer med vitenskapelig undersøkelse. "Hun legemliggjorde vårt ønske om å komme til det lysende hjertet av cellen, for å forstå dens endeløst fengslende mysterier," skriver Mukherjee. "Og hun legemliggjorde vår smertefulle ambisjon om å være vitne til fødselen av en ny type medisin - cellulære terapier - basert på vår dechiffrering av fysiologien til celler."

Som om forsøk på onkologi, immunologi, patologi, vitenskapens historie og nevrobiologi ikke var nok, kommer Mukherjee også til virkelig store spørsmål om etikken til cellulære terapier, betydningen av funksjonshemming, perfeksjonisme og aksept i en verden der alle fysiske trekk kan bli endret – og til og med selve livets natur. "En celle er livets enhet," skriver han. "Men det vekker et dypere spørsmål: Hva er "liv?"i"

På noen måter er cellen det perfekte fartøyet for å reise nedover disse mange svingete, divergerende og kryssende stiene. Celler er stedet for noen utrolige historier om forskning, oppdagelser og løfter, og Mukherjee gir seg selv god plass til å undersøke et mangfold av biologiske prosesser og intervensjoner. Men i forsøket på å omfatte alt som celler kan være og gjøre – både metaforisk og bokstavelig – ender Mukherjee opp med å ikke fullt ut utforske disse dype spørsmålene på en tilfredsstillende måte.

Det hjelper ikke at han lener seg så tungt på metafor. Cellen er en «dekodingsmaskin», en «delemaskin» og et «ukjent romfartøy». Han sammenligner celler med «legoklosser», «korporaler», «skuespillere, spillere, gjørere, arbeidere, byggere, skapere». T-celler alene beskrives som både en "gumshoe-detektiv" og en "opprørsk folkemengde som sluker inflammatoriske brosjyrer på en raseri." For ikke å snakke om de mange cellemetaforene Mukherjee siterer fra andre. Å lage bilder lesere kan forstå er en uvurderlig del av enhver vitenskapsforfatters lekebok, men så mange bilder kan også være distraherende til tider.

Den siste delen tar for seg implikasjonene av forbedrede mennesker som drar nytte av mobiltriksing. Disse "nye menneskene" er ikke cyborger eller mennesker forsterket med superkrefter, presiserer Mukherjee. Når han introduserte ideen i begynnelsen av boken, skriver han: "Jeg mener et menneske som er gjenoppbygd på nytt med modifiserte celler som ser ut og føles (for det meste) som deg og meg." Men ved å konstruere stamceller slik at en person med diabetes kan produsere sitt eget insulin eller implantere en elektrode i hjernen til noen som lider av depresjon, hevder Mukherjee at vi har endret dem på en grunnleggende måte. Mennesker er summen av delene deres, skriver han, men celleterapier krysser en grense og forvandler mennesker til en «ny sum av nye deler».

Denne delen gjenspeiler et kjent filosofisk tankeeksperiment om Ship of Theseus. Thesevs forlot Athen i et treskip som i løpet av en lang reise måtte repareres. Sjømenn fjernet råtnende tre og erstattet de ødelagte årene. Da skipet kom tilbake, var det ikke noe av det originale treverket igjen. Filosofer har diskutert skipets natur i århundrer: Er det reparerte skipet det samme som det som forlot Athen, eller er det et helt nytt skip?

Det samme spørsmålet kan bli stilt til Mukherjees «nye mennesker». Hvor mange celler må endres for å gjøre oss nye? Betyr enkelte celler mer enn andre? Eller har mennesker en eller annen form for iboende integritet – en samvittighet, en sjel – som påvirker disse beregningene?

Mukherjee kommer aldri helt frem til et svar, men bokens tittel kan hentyde til en, som minner om Walt Whitmans Sang av meg selv, en ode til veseners sammenkobling. Mukherjee oppfordrer forskere til å forlate "atomismen" med å undersøke bare isolerte enheter - det være seg atomer, gener, celler - til fordel for en omfattende tilnærming som setter pris på helheten i et system eller et vesen. "Multicellularitet utviklet seg, igjen og igjen, fordi celler, mens de beholdt sine grenser, fant flere fordeler med statsborgerskap," skriver han. "Kanskje vi også burde begynne å gå fra den ene til de mange."

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Undark. Les opprinnelige artikkelen.

Bilde Credit: Torsten Wittmann, University of California, San Francisco via NIH på Flickr

Tidstempel:

Mer fra Singularity Hub